JPS634800A - 空気流型スピ−カ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以ドの順序で本発明を説明する。

Ａ　産業上の利用分野 Ｂ　発明の概要 Ｃ従来の技術 Ｄ　発明が解決しようとする問題点 Ｅ　問題点を解決するための手段（第１図）Ｆ　作用 Ｇ　実施例 Ｇ１一実施例（第１図） Ｇ２他の実施例の要部（第３図、第４図１）Ｇ３他の実
施例（第２図〜ｆｆ４４図）＋（発明の効果 Ａ　産業上の利用分野 本発明は、空気流型スピーカ装置に関する。

Ｂ　発明の概要 本発明は、円筒状摺動子を有する１対の空気流型スピー
カユニットの一方に正比空気流を供給し、他方に負圧空
気流を供給して、双方のスピーカユニットをプッシュプ
ル動作させることにより、歪を低減させるようにしたも
のである。

Ｃ従来の技術 従来の空気流型スピーカは、例えば、特公昭４６−１２
６７３号公報に開示されている。

まず、第５図及び第６図を参照しながら、従来の空気流
型スピーカについて説明する。

第５図において、ヨーク（１）の中央部に磁石（２）が
装着され、その先端にポールピース（３）が装着される
。ポールピース（３）とヨークｆｌ）の先端（１／Ｉ）
との磁気空隙に挿入された円筒状ボビン（４）の上端部
外周にボイスコイル（５）が巻装され、ボビン（４）の
上端に円柱状摺動体（６）が装着される。（７）は圧力
制御機構であって、その中心に穿設された縦通孔に摺動
体（６）が摺嵌されるように、通冗配設される。保持部
材（８）によりボビン（４）及び摺動体（６）を弾性的
に保持される。

摺動体（６）の上端の開口（６ａ）がホーンＨの内部空
間に連通しており、史に、ＩＨＷＩｔ体（６）の中央外
面の同一円周上に穿設された複数の長楕円形状の空気出
入孔（６ｂ）が上端の開口（６ａ）に連通している。

圧力制御機構（７）には、中央区分壁（７２）によ−、
て空気送入部（７ａ）及び空気送出部（７ｂ）が形成さ
れ、それぞれに給気管（９＾）及び排気管（９Ｂ）を介
して正圧及び負圧が印加される。

図示のように、摺動体（６）が中立位置にある場合、そ
の空気出入孔（６ｂ）が圧力制御機構（７）の中央区分
壁（７２）の内周面により閉ざされると共に、摺動体（
６）の上下の閉塞部（６１）及び（６２）により空気送
入部（７ａ）及び空気送出部（７ｂ）も閉ざされて、空
気の流動は生じない。

ボイスコイル（５）に音声電流が供給されると、その極
性の正、負に応じて、第６図Ａ及びＢにボずように、ボ
イスコイル（５）と摺動体（６）とが−体に上下に運動
する。

正極性の音声電流が供給されて、第６図Ａにボずように
、摺動体（６）が上昇すると、摺動体（６）の空気出入
孔（６ｂ）と空気送入部（７ａ）の開口（７ａａ）とが
連通し、給気管（９八）から−定の正圧で送入部（７ａ
）に供給されている空気が、開口（７ａａ　）及び出入
口（６ｂ）を通って、ホーン！−１の内部空間に放出さ
れる。

負極性の音声電流が供給されて、第６し１１３に不ずよ
うに、摺４す」体（６）が−ト降すると、ＩＭす」体（
６）の空気出入孔（６ｂ）と空気送出部（７ｂ）の開口
（７ｂｂ）とが連通ずる。空気送出部（７ｂ）には排気
管（９Ｂ）から−定の負圧が印加されているため、ホー
ンＨの内部空間の空気が開口（６ａ）　、空気出入孔（
６ｂ）　、開口（７ｂｂ）を通って空気送出部（７ｂ）
へと吸引される。

上述の動作の反覆継続によって給気動作と排気動作とが
切り換えられて、即ち、スピーカがプッシュプル動作を
して、ホーンＨの内部空間の空気に振動を与え放音する
ことができるが、この場合、ボイスコイル（５）の振動
振幅に応じてホーン■（例の空気の振動振幅が変化し、
従来の撮動板に代って、空気を直接の振動媒体として放
音が行なわれる。

従って、作動時の損失が少く、高効率で音響出力の大き
いスピーカが得られる。

Ｄ　発明が解決しようとする問題点 上述のように、従来の空気流型スピーカでは、摺動体（
６）が圧力制御機構（７）の中心に穿設された縦通孔に
摺嵌されている。

ところが、この縦通孔が圧力制御機構（７）の空気送入
部（７ａ）及び空気送出部（７ｂ）の主平面と直交する
ため、各開口（７ａａ　）及び（７ｂｂ）が摺動体（６
）の摺動方向と直交して設けられ、更に、摺動体（６）
の空気出入口（６ｂ）もその摺動方向に直交して設けら
れる。

このため、摺動体（６）の７１勅時に、その空気出入孔
（６ｂ）の上縁、下縁と、空気送入部及び送出部（７ａ
）及び（７ｂ）の各開口（７ａａ　）及び（７ｂｂ）の
下縁、上縁がややもすれば衝突して、円滑な１と勅を妨
げる虞があるという問題があった。

この問題を回避するために、摺動体（６）及び圧力制御
機構（７）の加工精度を商めることが考えられるが、必
要な精度が極めて同いため、加工が困難であるという問
題があった。

また、従来の空気流型スピーカは、円ＦＬ状Ｆｉ’？・
勿体（６）の上方閉塞部（６２）が圧力制御機＋ｈ（７
）の縦通孔の全部を塞ぐ構造になっている。このため、
閉塞部（６２）が、中立位；ｎから第６図Ａにボす位置
に移動する場合、その上面全体に正圧が印加されて、移
動方向とは逆の下向きの力が閉塞部（６２）に作用し、
第６図Ｂに示す位置に移動する場合、その上面全体に負
圧が印加されて、上向きの力が作用して、ボイスコイル
（５）による駆動力が減殺される。また、第６図Ａ、Ｂ
の位置から中立位置に移動する場合、正圧または負圧の
印加に基い゛ζ閉塞部（６２）に作用する力により、ボ
イスコイル（５）による駆動力が増強される。

これにより、摺動体（６）の運動はボイスコイル（５）
による駆動力のみが作用する場合と異なったものとなり
、プッシュプル動作をするにも拘らず１．スピーカから
放射される音声に波形歪が発生するという問題があった
。

かかる点に渥み、本発明の目的は、簡単な構造で、円滑
に動作すると共に、歪の発生を防止した空気流型スピー
カ装置を提供するところにある。

Ｅ　問題点を解決するための手段 本発明は、それぞれボイスコイルか巻装された円筒状の
摺動子によって空気流を制御するようにした１り・１の
空気流型スピーカユニットを同一方向に放音するように
配設し、この１対の空気流型スピーカユニットの一方に
正圧空気流を供給すると共に、他方に負圧空気流を供給
して、１対の空気流型スピーカユニットがブツシュプル
動作をするようにした空気流型スピーカ装置である。

Ｆ　作用 かかる構成によれば、摺動子の断面積が小さくなって、
歪の発生が防止されると共に、簡単な構造で円滑な放音
動作がなされる。

Ｇ　実施例 Ｇ１一実施例（第１り１） 以下、第１図を参照しながら、本発明による空気流型ス
ピーカの一実施例について説明する。

本発明の一実施例の構成を第１図に示す。この第１図に
おいて、第５図に対応する部分には同一の符号を付して
一部説明を省略する。

第１図において、（１０）は内部スピーカユニットを全
体として示し、非磁性材から成る円筒状の外殻部材（１
１）の内部の支持脚部（ｌｌｓ　）に固着されて、例え
ばフェライトの環状磁石（１２）が収容される。この環
状磁石（１２）の内周面には、円筒状固定子（１３）が
固着され、固定子（１３）の内側に摺動子（１４）が配
設される。固定子（１３）は、例えば黄銅から成り、そ
の内周面がフッ素樹脂で被覆されると共に、摺りＪ子（
１４）の外周面との間隔が、例えば１０μｍとされ′ζ
、摺動子（１４）が摺ｕｊ自在に支承される。例えばア
ルミニウム合金から成る摺動子（１４）の上端部の内周
面にボイスコイル（５八）が巻装されて、磁石（１２）
の内側をＮ極からＳ極に向かう磁束の水平成分がこのボ
イスコイル（５Ａ）と鎖交する。

磁石（１２）の上面に固着された環状支持部材（１２ａ
）と摺動子（１４）の上端（１４ａ）との間に保持部材
（８Ａ）が取り付けられて、１品）動子（１４）は、中
立状態でそのド端（１４ｂ）と外殻部材（１１）の底板
（Ｌｌｂ）との間に間隙が形成されないように保持され
る。

（２０）は外部スピーカユニットを全体としてボし、内
部スピーカユニット（１０）と共通の環状磁石（１２）
の外周面に円筒状固定子（２３）が固着され、固定子（
２３）の外側に摺動子（２４）が配設される。固定子（
２３）及び摺動子（２４）は内部スビーカユニッ１−（
１０）と同様に構成されて、摺動子（２４）が摺動自在
に支承される。摺動子（２４）の下端部の外周面にボイ
スコイル（５ｉ１）が巻装されて、磁石（１２）の外側
をＮ極からＳ極に向かう磁束の水平成分がこのボイスコ
イル（５Ｂ）と鎖交する。

環状支持部材（１２ａ）と摺動子（２４）の上１瑞（２
４ａ　）との間に保持部材（８Ｂ）が堰り付けられて、
摺動子（２４）は、動作状態でその下端（２４ｂ　）と
外殻部材（１１）の底板（ｌｌｂ）との間に通好の間隙
（２５）が形成されるように保持される。

外殻部材（１１）の底＆（ｌｌｂ）の支持脚部（ｌｌｓ
　）の内側及び外側にそれぞれ複数の透孔（Ｉ６）及び
（２６）が穿設されると共に、椀状部材（２７）が底板
（ｌｌｂ）に取付りられる。支持脚部（１１ｓ）と整列
するように配設された隔壁（２８）により、椀状部材（
２７）の内部に１対の空気室（１９）及び（２９）が形
成され、底板（ｌｌｂ　）に穿設された複数の透孔（１
６）及び（２６）により、各空気室（１９）及び（２９
）と両ユニット（１０）ＢＬび（２０）の各内部空間（
Ｌｌｃ）及び（２１ｃ　）とが連通される。給気管（９
八）から−定の正圧の空気が空気室（１９）に供給され
ると共に、排気管（９Ｂ）から−定の負圧の空気が空気
室（２９）に供給される。

なお、外殻部材（１１）の上縁部（ＬＬａ）が破線で示
した取付板に取り付けられる。また、図示を省略するが
、外殻部材（１１）の上方に、これと整列してホーンが
配設される。

第１図の実施例の動作は次のとおりである。

本実施例においては、適宜の給電接続により、音声信号
の正の半サイクルで内部スビーカユニツ＋−（１０）の
ボイスコイル（５Ａ）に駆動力が発生し、音声信号の負
の半サイクルで外部スピーカユニツ）（２０）のボイス
コイル（５Ｂ）に駆動力が発生ずるようになされている
。

このため、非動作状態では、内部スピーカユニソ１−（
１０）の摺動子（１４）が図示の位置にあって、そのド
端（Ｌ４ｂ）が底板（ｌｌｂ　）に当接する。また、し
１示とは異なるが、外部スピーカユニット（２０）の摺
りＪ子も、その下端（２４ｂ）が底板（ｌｌｂ）に当接
する位置にある。従って、内空気室（１９）及び（２９
）は外部空間と遮断された状態にあり、空気の流動はな
い。

・Ｉす」作状態になると、両スピーカユニット（１０）
及び（２０）の各ボイスコイル（５＾）及び（５Ｂ）に
音声電流が供給されて、各摺動子（１４）及び（２４）
が上下に運動する。

音声信号の負の半サイクルでは、図ボのように、外部ス
ピーカユニット（２０）の＃１７動子（２４）が上昇し
、その下端（２４ｂ）と底板（ｌｌｂ）との間隙（２５
）及び底板（ｌｌｂ）の透孔（２６）を通って、外部空
間から負圧の空気室（２９）に空気が流入する。このと
き、内部スピーカユニット　（１０）の摺’Ｅ１１子（
１４）の下端（１４ｂ）は図示のように、底板（ｌｌｂ
）に当接している。

また、音声信号の止の半サイクルでは、図示とは逆に、
外部スピーカユニット（２０）の摺動子（２４）の下端
（２４ｂ）が底板（ｌｌｂ）に当接して、間隙（２５）
がなくなると同時に、内部スピーカユニッ１−（１０）
の摺動子（１４）が上昇する。これにより、摺動子（１
４）の）端（１４ｂ）と底板（ｌｌｂ　）との間に間隙
が生じ、透孔（１６）とこの間隙を通って、正圧の空気
室（１９）から外部空間へ空気が流出する。

なお、本実施例においては、第１図から明らかなように
、内外両スピーカユニット（１０）及び（２０）の各摺
動子（１４）及び（２４）の周縁の良さが異なっている
。従って、両スピーカユニット（１０）及び（２０）の
空気流量を等しくするために、ボイスコイル（５Ａ）及
び（５Ｂ）の駆動感度を異ならせ′Ｃ各間隙の面積を等
しくする、もしくは正、負の印加圧力値を異ならせる等
の適丘の調整がなされる。

両スピーカユニット（１０）及びく２０）にそれぞれ供
給される正極性及び負極性の音声電流により、各摺動子
（１４）及び（２４）の各下端（１４ｂ　）及び（２４
ｂ）と底板（ｌｌｂ）との各間隙の幅が変化しζ、この
間隙を通過する空気の流量が変化する。

換言すれば、間隙を通過する空気流は、各ボイスコイル
（５Ａ）及び（５Ｂ）の音声電流により、Ｂ級プッシュ
プル増幅器を構成する１対のトランジスタの各コレクタ
電流と同様に、その流量が制御される。ごの流９制御さ
れた空気流が、各ボイスコイル（５八）及び（５Ｂ）を
強制冷却しながら、各スピーカユニット（１０）及び（
２０）の内部空間を通り、これに連なるホーン（図示を
省略）の内部空間の空気に振動を与え、ボイスコイル（
５Ａ）及び（５Ｂ）の音声電流を合成した波形と同一波
形の音声が放射される。

本実施例によれば、各摺動子（１４）及び（２４）が円
筒状であるため、その断面積、■量はいずれも小さい。

従って、空気圧に基いて各摺動子の軸方向に作用する力
は微小であって歪の発生が防ＬＬされると共に、摺動子
を斥む振動系の低域共振周波数が上昇して、使用周波数
帯域を拡げることができる。

また、各固定子（１３）及び（２３）と、これに支承さ
れる各摺動子（１４）及び（２４）の各摺動面が、いず
れも滑かな円筒面となされているため、その加工精度を
極端に高くしなくとも、１ど動子（１４）及び（２４）
を円滑に摺」すＪさせることができる。

０２他の実施例の要部 次に、第３図及び第４図を参照しながら、本発明による
空気流型スピーカ装置の他の実施例の要部について説明
する。

本発明の他の実施例の要部をなす空気流型スピーカユニ
ットの構成を第３図に示す。この第３図におい°ζ、第
１図及び第５図に対応する部分には同一の符号を付して
一８１Ｓ説明を省略する。

第３図において、（３０）はスピーカユニットを全体と
し°ζ示し、磁性材から成るポールピース（ヨーク’）
　　（３１）の環状平板部（３１ａ　）のド面に、環状
磁石（１２）のＳ極が固着されると共に、ポールピース
（３１）の下端部（３１ｂ）の外周面が、ボイスコイル
（５）を挟んで、磁石（１２）のＮ極に固着された環状
ヨーク（３２）の内周面と対向して磁気空隙が形成され
る。

円形の底板（３３）の上面中央部に、例えば合成ゴムの
緩衝部材（３４）が接着され、この緩衝部材（３４）と
摺動子（１４）の下端（１４ｂ）とが当接して、両者の
間に間隙が形成されないように、底板（３３）が、スペ
ーサ（３６）及び（３７）を介して、ヨーク（３２）に
締結される。また、摺動子（１４）の下端部に取り付け
られた、例えば燐青銅から成る保持部材（３８）の複数
の放射状の脚部が両スペーサ（３６）及び（３７）間に
固定される。

このスピーカユニッ）（３０）は、破線で示すように、
空気室の前方側壁に取り付けられ°ζ、空気室が与圧さ
れることを前提条件としている。

ボイスコイル（５）に例えば正極性の音声電流が供給さ
れて駆動力が発生ずると、第４図に、１ミずように摺動
子（１４）が上昇して、その下端（１４ｂ）と緩１１１
部材（３４）との間隙（３５）からポールピース（３１
）の円筒ｍ（（３１ｃ　）の内部空間を通っ゛乙空気室
からの空気流が外部に放出される。この場合、ポールピ
ース（３１）の内部空間に合成樹脂の成型品を１ｉｌｉ
人する等の適宜の手段によって、この部分の通気経路に
例えばエクスポネシャルホーンの一部を構成させること
ができる。

第３ν１のスピーカユニット（３０）は、ヨーク（３１
）及び（３２）を用いて磁気抵抗を低減させたので、両
者により形成される磁気空隙の磁束密度が増大し、ボイ
スコイル（５）の軽量化、もしくは駆動力の増大がｉ’
ｉＪ能となり、特性が向上する。

また、第１図の実施例の各スピーカユニット（１０）　
、　　（２０）に比鮫して、空気流の経路が単純化され
ているため、空気の流れが円滑となり、流動雑音が低減
される。

Ｇ３他の実施例 本発明の他の実施例の構成を第２図にボず。

第２図において、エンクロージャ（４０）の内部に１対
の空気室（４１）及び（４２）が隔壁（４３）により形
成される。エンクロージャ（４０）の前方側壁（４４）
に、空気室（４１）及び（４２）に対応して、１対の開
口（４５）及び（４６）が設けられ、各開口（４５）及
び（４６）にスピーカユニット（３０＾）及び（３０Ｂ
　）がそれぞれ取り付けられる０両スピーカユニッ１−
（３０Ａ）及び（３０Ｂ）は第３図に示したスピーカユ
ニット（３０）と同様に構成される。

（５０）は空気ポンプであっ°ζ、エンクロージャ（４
０）の隔壁（４３）を貫通して取り付けられ、その吐出
口（５１）が−方の空気室（４１）内に開くと共に、吸
入口（５２）が他方の空気室（４２）内に開いている。

なお、図示を省略するが、エンクロージャ（４０）の側
壁（４４）にホーンが取り付けられ、両スピーカユニッ
ト（３０＾）及び（３０Ｂ　）は、適宜の整合機構を介
して、ホーンと結合される。

また、空気ポンプ（５０）を用いず、第１図の実施例と
同様に、給気管（９Ａ）、排気管（９１１）をそれぞれ
雨空気室（４１）及び（４２）に取り付けるようにして
もよい。

第２図の実施例の動作は次の通りである。

まず、空気ポンプ（５０）が作動して、エンクロージャ
（４０）の他方の空気室（４２）内の空気が一方の空気
室（４１）内へ移送される。このとき、両スビーカユニ
ッ１−（３０八）及び（３０Ｂ）には音声′６ｉ流が供
給されず、第３図に示すように、１）１動子（１４）の
下端（１４ｂ）と緩衝部材（３４）とが当接しているた
め、雨空気室（４１）及び（４２）はエンクロージャ（
４０）の外部空間と遮断されており、−方の空気室（４
１）が加圧されると共に、他方の空気室（４２）が減圧
されて、それぞれ所定の正圧及び負圧となる。

そして、両スピーカユニット（３０＾）及び（３０Ｂ　
）の各ボイスコイル（５）に音声電流が供給されると各
摺動子（１４）が上下に運動する。

第２図の実施例において、適宜の給電接続により、音声
信号の正の半サイクルで一方のスピーカユニット（３０
Ａ）のボイスコイルに駆動力が発生し、音声信号の負の
半サイクルで他方のスピーカユニット（３０Ｂ）のボイ
ス：】イルに駆動力が発生するようになされる。

音声信号の正の半サイクルでは、−方のスピーカユニッ
ト（３０＾）の摺動子（１４）が第４図に示すように上
昇し、その下端（１４１１）と緩衝部材（３４）との間
隙（３５）を通−２で、正圧の空気室（４１）から外部
空間へ空気が流出する。このとき、他方のスピーカユニ
ット（３０Ｂ）の摺動子（１４）の下端（１４ｂ　）は
第３図に示すように、緩衝部材（３４）に当接している
。

また、音声信号の負の半サイクルでは、上述とは逆に、
−方のスピーカユニット（３０＾）の１！４　膨＋子（
１４）の下端（１４ｈ　）が緩衝部材（３４）に当接し
て、間隙（３５）がなくなる。同時に、他方のスピーカ
ユニッ１−（３０Ｂ）の摺りｊ子（１４）が上昇し、そ
の下端（１４ｂ　）と緩衝部材（３４）との間隙（３５
）を通って、外部空間から負圧の空気室（４２）に空気
が流入する。

第１図の実施例と同様に、両スピーカユニット（３０Ａ
）及び（３０Ｂ　＞　　は各ボイスコイルに供給される
音声電流に応じてプッシュプルに動作し、それぞれを通
過する空気の流量が制御される。この流量制御された空
気流がエンクロージャ（４０）に連なるボーン（図示を
省Ｍ）の内部空間の空気に振動を与え、音声が放射され
る。

この第２図の実施例も第１図の実施例と同様の効果を奏
するが、同一形状のユニットを対とし°ζ用いるため、
第１図の実施例のように、両ユニットの空気流量をバラ
ンスさせるための調整を必要としない。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、ボイスコイルが巻
装された円筒状の摺動子を有する１対のスピーカユニッ
トをプッシュプル動作させるようにしたので、歪の発生
が防り卜されると共に、簡単な構造で円滑にり」作する
空気流型スピーカ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

′５１図は本発明による空気流型スピーカ装置の一実施
例の構成を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例の
構成を示す断面図、第３図は本発明の他の実施例の要部
の構成を不ず断面図、第４図は第３図の実施例の要部の
動作を説明するための断面図、第５図は従来、の空気流
型スピーカの構成例を示す断面図、第６図は動作を説明
するための従来の空気流型スピーカの要部の断面し１で
ある。 （１０）　、　　（２０）　、　　（３０）　、　　（
３０Ａ）　、　　（３０Ｂ）はスピーカユニット、（５
１，（５＾）　　、　　（５Ｂ）はボイスコイル、（１
４）　、　　（２４）は摺動子、（９Ａ）は給気管、（
９Ｂ）は排気管、（５０）は空気ポンプである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれボイスコイルが巻装された円筒状の摺動子によ
   って空気流を制御するようにした１対の空気流型スピー
   カユニットを同一方向に放音するように配設し、 該１対の空気流型スピーカユニットの一方に正圧空気流
   を供給すると共に、他方に負圧空気流を供給して、 上記１対の空気流型スピーカユニットがプッシュプル動
   作をするようにしたことを特徴とする空気流型スピーカ
   装置。